建筑工程测量第三版-华工出版社第四章-距离测量与直线定向

第四章距离测量与直线定向,距离测量(distancemeasurement)方法有钢尺量距、视距测量、电磁波测距和GPS测量等。第一节距离测量的工具一、丈量工具1、钢尺(steeltape)和皮尺钢尺是用钢制成的带状尺，尺的宽度约1015mm，厚度约0.4mm，长度有20m、30m、50m等几种。钢尺的基本分划为厘米，在每厘米、每分米及每米处印有数字注记。,根据零点位置的不同，钢尺有端点尺和刻划尺两种。端点尺是以尺的最外端作为尺的零点；刻线尺是以尺前端的一刻线作为尺的零点，如图所示。,2、其它辅助工具测钎(measuringrod)标杆(measuringbar)垂球(plumbbob)精密量距时还需要弹簧秤温度计尺夹。测钎用于标定尺段，标杆用于直线定线，垂球用于在不平坦地面丈量时将钢尺的端点垂直投影到地面，弹簧秤用于对钢尺施加规定的拉力，温度计用于测定钢尺量距时的温度，以便对钢尺丈量的距离施加温度改正，尺夹用于安装在钢尺末端，以方便持尺员稳定钢尺。,二、直线定线标定各尺段端点在一直线上的工作，叫直线定线。1)目测定线目测定线适用于钢尺量距的一般方法。2)经纬仪定线经纬仪定线适用于钢尺量距的精密方法。,第二节钢尺量距的一般方法一、平坦地面的距离丈量,二、倾斜地面的距离丈量平量法沿倾斜地面丈量距离，当地势起伏不大时，可将钢尺拉平丈量。,三、钢尺量距的精密方法用一般方法量距，其相对误差只能达到1/10001/5000，当要求量距的相对误差更小时，例如1/100001/40000，这就要求用精密方法进行丈量。精密方法量距的主要工具为：钢尺、弹簧秤、温度计、尺夹等。其中钢尺必须经过检验，并得到其检定的尺长方程式。随着电磁波测距仪的逐渐普及，现在，测量人员已经很少使用钢尺精密方法丈量距离。四、钢尺量距的误差分析及注意事项1)钢尺量距的误差分析钢尺量距的主要误差来源有下列几种：尺长误差如果钢尺的名义长度和实际长度不符，则产生尺长误差。尺长误差是积累的，丈量的距离越长，误差越大。因此新购置的钢尺必须经过检定，测出其尺长改正值。温度误差钢尺的长度随温度而变化，当丈量时的温度与钢尺检定时的标准温度不一致时，将产生温度误差。按照钢的膨胀系数计算，温度每变化1，丈量距离为30m时对距离影响为0.4mm。钢尺倾斜和垂曲误差在高低不平的地面上采用钢尺水平法量距时，钢尺不水平或中间下垂而成曲线时，都会使量得的长度比实际要大。因此丈量时必须注意钢尺水平，整尺段悬空时，中间应有人托住钢尺，否则会产生不容忽视的垂曲误差。,定线误差丈量时钢尺没有准确地放在所量距离的直线方向上，使所量距离不是直线而是一组折线，造成丈量结果偏大，这种误差称为定线误差。丈量30m的距离，当偏差为0.25m时，量距偏大1mm。拉力误差钢尺在丈量时所受拉力应与检定时的拉力相同。若拉力变化2.6kg，尺长将改变1mm。丈量误差丈量时在地面上标志尺端点位置处插测钎不准，前、后尺手配合不佳，余长读数不准等都会引起丈量误差，这种误差对丈量结果的影响可正可负，大小不定。在丈量中要尽力做到对点准确，配合协调。2)钢尺的维护钢尺易生锈，丈量结束后应用软布擦去尺上的泥和水，涂上机油以防生锈。钢尺易折断，如果钢尺出现卷曲，切不可用力硬拉。丈量时，钢尺末端的持尺员应该用尺夹夹住钢尺后手握紧尺夹加力，没有尺夹时，可以用布或者纱手套包住钢尺代替尺夹，切不可手握尺盘或尺架加力，以免将钢尺拖出。在行人和车辆较多的地区量距时，中间要有专人保护，以防止钢尺被车辆碾压而折断。不准将钢尺沿地面拖拉，以免磨损尺面分划。收卷钢尺时，应按顺时针方向转动钢尺摇柄，切不可逆转，以免折断钢尺。,第八章第一节视距测量,视距测量(stadiameasurement)是一种间接测距方法;它利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝及刻有厘米分划的视距标尺(地形塔尺或普通水准尺)，根据光学原理可以同时测定两点间的水平距离和高差；其中测量距离的相对误差约为1/300，低于钢尺量距；1、视距测量原理（1）视线（视准轴）水平时的视距测量公式如图，AB为待测距离，在A点安置经纬仪，B点竖立视距尺，设望远镜视线水平，瞄准B点的视距尺，此时视线与视距尺垂直。水平距离D=KL=100L（内对光望远镜）L尺间隔高差h=i-vi仪器高，v中丝读数,3、视距测量的误差来源（1）读数误差（2）标尺倾斜误差（3）外界影响（4）视距乘常数k不准确的误差,fx-180p计数器MODEOINVPCL消除原有程序MODE4360制kin存储kout输出MODEOP1选择P1MODE.运行程序D=K.L.cosh=1/2.K.L.sin2+i-v=D.tan+i-v当仪器高i与中丝读数v相等时h=1/2.K.L.sin2=D.tan100（ENT2ENT1）（90ENT80）Kin1cosINVx=kin2INVHLTkout2kout1tan+kout6=kin3INVHLTMODE.P1例如瞄准某一目标读得下丝读数为2.362上丝读数为1.458盘左竖盘读数为922536，则输入2.362ENT输入1.458ENT输入922536ENT显示90.238即为水平距离再按ENT显示-3.824即为两点间的高差重复另一目标按P1重新输入新的读数,第五节光电测距仪,一、概述以电磁波为载波的测距仪，统称为电磁波测距仪。采用无线电微波段作载波的称为微波测距仪，采用光波作载波的称为光电测距仪。光电测距仪按其光源分为：普通光测距仪、激光测距仪和红外测距仪。按测程分为：短程光电测距仪、中程光电测距仪和远程光电测距仪。按测定时间的方式不同，光电测距仪又分为脉冲式测距仪和相位式测距仪。脉冲式测距仪是直接测定光波传播的时间，相位测距仪是利用测相电路直接测定光波从起点发出（初相位0）经终点反射回起点时因往返时间差引起的相位差来计算距离。,光电测距的基本原理是通过测定光波在待测距离上往返传播的时间t，利用已知的光速c来确定其L。,二、相位式测距原理相位式测距是直接测定发射波与回波之间的相位差来计算距离的。,三、红外测距仪和电子全站仪（全站仪）,第六节直线定向,确定地面直线与基本方向间的水平夹角称为直线定向(lineorientation)。一、基本方向的分类1、真子午线方向(truemeridiandirection)地表任一点P与地球旋转轴所组成的平面与地球表面的交线称为P点的真子午线(truemeridian)，真子午线在P点的切线方向称为P点的真子午线方向。可以应用天文测量(astrometry)方法或者陀螺经纬仪(gyrotheodolite)来测定地表任一点的真子午线方向。,2、磁子午线方向(magneticmeridiandirection)地表任一点与地球磁场南北极连线所组成的平面与地球表面交线称为点的磁子午线(magneticmeridian)，磁子午线在点的切线方向称为点的磁子午线方向。可以应用罗盘仪(compass)来测定，在点安置罗盘，磁针自由静止时其轴线所指的方向即为点的磁子午线方向。3、坐标纵轴方向(ordinatesaxisdirection)过地表任一点且与其所在的高斯平面直角坐标系或者假定坐标系的坐标纵轴平行的直线称为点的坐标纵轴方向。,二、直线方向的表示方法1、方位角从标准方向的北端顺时针到某一直线所成的角，角值在0360之间对应的方位角有真方位角（truemeridianazimuth）磁方位角（magneticmeridianazimuth）坐标方位角（gridbearing）三种2、象限角从标准方向的北端或南端到某一直线所成的锐角，角值在090之间表示象限角时一定要标明角值所在的象限，如北东45或NE45或45北东或45NE,三、方位角与象限角之间的换算关系,四、真方位角与磁方位角之间的关系由于地球的南北极与地磁的南北极不重合，故真子午线与磁子午线方向也不重合，它们之间的夹角成为磁偏角（magneticdeclination），用表示A真=A磁,五、正反方位角的计算正=反180或前=后180,六、坐标方位角的推算,第七节用罗盘仪测定直线的磁方位角,一、罗盘仪(compass)的构造：望远镜、磁针、刻度盘1.望远镜（外对光）：a：转动目镜清楚地看清十字丝b：转动对光螺旋，清楚地看清目标2.磁针：为消除磁倾现象，一般南针绕铜丝或涂白漆。3.刻度盘：玻璃圆盘0360逆时针注记二、罗盘仪的使用1.对中：垂球对中2.整平3.瞄准：为减少目标偏斜的影响，尽量瞄准目标的基部。4.读数：估读到1/4即15,日本索佳公司生产的两种陀螺全站仪GP1-2A自动陀螺式全站仪仪器特点是测量过程无须手工记录、记时或计算。所有工作通过对配套的全站仪的键盘或者SF10外接键盘的简单操作完成。真方位角观测中误差为20，观测时间约20分钟，陀螺部分的重量为3.8kg。AGP1全自动陀螺仪它由马达驱动全站仪和陀螺仪组成，观测前无须罗盘确定近似北方向，只需随意将仪器架设在特定的脚架上，按一下键，其电子马